机械设计制造中机电一体化的应用研究

宋斌 乔乔

摘要：作为制造业的基础，机械设备是必不可少的，高效率、高质量的机械设备更是保证制造业不断向前发展的利器。为提升机械设备的工作效率和质量，机电一体化技术不断应用于机械工程，提升机械设备平台的工作质量。文章以机械设计为主要论题，就机电一体化技术在机械设计中的实际应用进行研究，从机械设计的概念、机电一体化技术的特点和二者结合实际应用情况等方面展开讨论。

关键词：机械设计;机电一体化;应用

一、机械设计概述

（一）机械设计概念

机械设计是设计人员根据不同的使用要求，利用机械原理理论、材料力学特性、物理能量定理等理论工具，设计出满足实际使用需求的零件，从而组装成为机械设备的过程。在这个过程中，设计人员需要对零件的尺寸、材料、结构和振动等特性充分考量，保证零件实际应用效果达到设计要求。

机械设计是机械工程的重要组成部分，作为机械工程的核心，其质量决定机械工程实施过程中的工作量，也直接影响机械工程完成后的使用效果。

（二）机械设计要点

在机械设计工作中，不仅要考虑到设计方案满足使用需求，还要保证其生产效率和使用效率，最大限度的制造出品质高的机械零件。

1.低能耗

除保证设计技术质量外，还要考虑到设计社会效益。尤其在能源消耗不断增加的今天，机械设计方案必须保证低能耗、低排放。初步设计方案出现后，在保证其各项力学性能、材料性能等指标不发生改变的情况下，优化设计方案，减少原材料消耗和能源消耗，加大废物利用率。这需要设计人员熟悉生产流程，设计出符合机械工程实际情况的设计方案。

2.低成本

低成本不代表低质量，在机械设计中，设计人员应当考虑到设计方案的实用性和经济性。机械设备从生产到销售本质上是一种经济活动，怎样能控制生产成本，如何能够设计出经济性很好的设计方案才是机械设计人员应当注意的另一重要问题。设计人员可以从材料、流程和工艺等方面考虑，减少使用性价比较高的材料、优化生产和工艺流程、提升工艺质量，以最小的成本完成制造任务。

3.便于管控

设计方案还应当考虑到生产管控的便利性，无论是设计任务还是生产任务，都需要高效的管理制度作为保障。设计方案若违背生产制度或与生产制度不吻合，会造成制造过程中不必要的浪费，也会影响到零件的实际制造质量和制造效率。因此，设计方案符合实际生产情况是非常必要的，合理的设计方案可以使机械制造任务高效保质的完成。

二、机械设计制造

为了使机械设备满足使用的各种要求，确保机械产品能够在更为广泛的环境中正常运转，同时降低生产费用、提高整体效能，需要对机械进行系统设计。机械的设计过程包含很多个步骤、包含很多个方面，包含多个设计专业。在当代社会，任何工作都需要考虑成本，机械设计作为控制机械成本的重要节点，需要在满足使用需求的前提下进行。机械设计中的每一个组成零件和部件，都要受到空间、材料和造型的诸多限制，既需要分体设计和实现，更需要整体整合和系统设计。首先，机械设计需要进行整体和分体的机械受力、经济、使用性能方面的核算和方案对比集成，为机械制造提供依据和要求。其次，需要在既有条件下，均衡各方面的需求，做到可以实现制造、满足使用需求，还要做到经济、环保、节能等要求。最后，机械设计不仅仅是满足使用需求，还需要控制成本，要用最少的资源实现最大的效用。设计指标之间相互束缚和矛盾，需要根据国家的法律要求，行业的规范要求，用户的特殊要求进行平衡，达到兼顾。设计者单凭经验和知识还不能满足现代机械设计的要求，需要借助设计硬件和软件来进行大量的计算和多方案优化。当代机械制造包括农业机械、矿山机械、泵、压缩机、汽轮机、内燃机等多个方面，离不机床、机器人等机电一体化设备的应用。

三、一体化技术促进机械设计制造发展

机电一体化技术在当代机械制造过程中已经成为不可或缺的重要组成部分。机电一体化技术耦合微处理器和执行机构，提高了传统传感器设备的准确性、灵敏度和智能化水平，犹如给机械制造设备配备了大脑和眼睛，极大程度上解放了人力、节约了物力和时间，提高了生产效率和产品质量。该技术加上电动机和液压器等动力装置，可以自我实现机械操作，极大地解放了人类的劳动，提高了稳定性和连续性，为机械设备的质量提供了保障。机电一体化技术涉及几乎个个行业、种类繁多，为我们提供着各种产品和服务，改变着我们的世界。该技术不单单是机械设计模型建立、受力分析建模、多维动态演示，还包括智能机器人、高精度自动化机床，极大提高了设计效率和制造精度。在现有框架下，并非选择最好的设备就一定能够达到最好的整体效果。在一定的资金预算下，要实现系统整体功能满足需要，要兼顾经济适用和维修方便。机电一体化技术融入并支撑了机械设计制造全过程，其不单单是一种工具性的参与，其本身也是一种机械设计制造的产品，是一种整合了先进电子技术设备的一体化机械产品。

四、结语

机械化的发展为社会大生产提供了可能，机械的智能化、一体化发展伴随着社会的发展而不断进步。當代社会的发展离不开各种机械设备设计制造和广泛推广使用，而机械设计制造过程离不开机电一体化设备。机械的发展过程中，从机械的设计制造开始，包括安装调试到最终机械的运转维修，都离不开机电一体化设备的参与和助力。只有不断提高技术创新、不断加快技术融合，不断加快一体化机电技术的应用，才能提高机械设计制造水平。

作者简介： 宋斌，华晨宝马汽车有限公司;

乔乔，沈阳众和检测有限公司。